LA Noire - це закручена детективна гра, створена в Лос-Анджелесі 1947 року. Взявши за основу стилістичний фільм "Нуар", гравці контролюють офіцера LAPD Коула Фелпса через 21 справу, коли він пробирається в рядах свого департаменту, щоб розкрити серію вбивств. таємниці. Кожен випадок утворює самостійний розділ у грі, але є загальна історія з повторюваними персонажами та особистою історією Фелпса під час служби під час Другої світової війни. Він починає з патрульного, але врешті-решт переходить до детектива дорожнього руху, вбивства, віце і, нарешті, слідчого підпалу. З кожною акцією стає доступним новий партнер та нові локації.
Під час справи в грі поєднуються повільніші елементи розслідування з швидкими послідовностями, які включають пішохідні переслідування та переслідування автомобілів, а також пістолет. Існує сильна увага до історії та розвитку персонажа, часто з довгими кінематографічними послідовностями. Незважаючи на те, що гра пропонує велику свободу при дослідженні на машині та пішки, її не можна порівняти з Grand Theft Auto через низку обмежень. Граючи в ролі детектива, випадкові цивільні особи не можуть бути атаковані, а гра з пістолетом зарезервована для певних послідовностей. Крім того, кожна справа обмежується обмеженою кількістю місць проведення заходів. Гравець може вільно вибирати порядок розслідування, але врешті-решт гра не може бути продовжена, поки не буде зроблено задовільний висновок по справі. Поруч із основною історією Фелпс може приймати додаткові сторонні розслідування за допомогою диспетчерських дзвінків.
Прибуваючи на місце справи про вбивство, за нею потрібно шукати підказки, які можна дослідити. Гра пропонує підказки через гул і звуковий сигнал, коли Фелпс проходить повз, але їх також можна відключити. Озброєний доказами, наступним кроком, як правило, є допит свідків та підозрюваних. Обличчя персонажів були анімовані завдяки технології MotionScan для захоплення руху, і детальний реалізм цих знімків використовується як елемент ігрового процесу. При розмові з персонажами важливі не лише докази, але й їх тембр голосу, і особливо міміка. Персонажі іноді відводять погляд або мають тики та вирази, які можуть розкрити інформацію. Під час допиту гравцеві потрібно їх інтерпретувати, а потім вирішити, як діяти через один із трьох варіантів: Істина, Сумнів або Брехня. На основі рішення розкриваються різні шляхи та реакції. Невдалі послідовності дій можна відтворити, але коли гравець постійно інтерпретує ситуацію неправильно, а розслідування припиняється, слід переглядати весь випадок. Багато шансів пропонується виправити помилки та спробувати новий підхід, також часто після розслідування підказок.
Кожна справа займає близько години. Залежно від швидкості та правильної інтуїції, застосовуваної для вирішення справ, гравець заробляє ранги, які надають очки інтуїції. Вони можуть бути використані для усунення варіантів під час розмов, коли вони застрягли.